지진 위험과 지진 방재정책의 현황과 과제

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지진 위험과 지진 방재정책의 현황과 과제

강익범｜한국지질자원연구원 연구위원, 한국방재학회 부회장

머리말

2011년 3월 11일 일본 동북부 센다이시 앞바다 태평양에서 규모 약 9 정도의 지

진이 발생하여 엄청난 인명, 재산 피해를 안겨주었다. 자연지진의 파괴력은 인간 이 최대살상용 무기로 개발한 핵무기의 파괴력과 비교한다면 그 규모를 상상할 수 있을 것이다. 예를 들면 미국은 제2차 세계대전을 종식시키기 위해 1945년

20kTon의 원자폭탄을 일본 나가사키에 투하하여 도시를 초토화시켰다. 이때 투

하한 20kTon의 핵무기가 자연 지진규모 5~5.5 정도로 측정되었다. 지진규모가

1단위씩 더 올라갈 때마다 약 30배의 에너지가 증가한다. 지진규모 9의 파괴력은

나가사키에 투하한 20kTon의 원자폭탄을 약 10만 개 이상 투하한 양이라고 상상 한다면 3월 11일에 발생한 지진의 파괴력을 이해하는 데 도움이 될 수 있을 것이 다(<그림 1> 참조).

3월 11일에 발생한 지진의 경우 일본 앞바다에서 발생하여 지진발생 후 짧은

시간 내에 쓰나미가 해안에 도달하였기 때문에 정보를 알려주었다 하더라도 대피 를 할 수 없는 불가항력적인 재난이었다. 하지만 우리나라는 이번 지진을 계기로 대규모 지진에 의한 쓰나미 재해의 심각성을 직시하고, 지진요소 분석연구 및 내 진연구 등 관련 지진연구에 장기적인 투자를 지속적으로 해나가야 하며 지진으로 야기되는 쓰나미에 대한 경보체제를 견고히 갖추어 나가야 한다. 일본에 비해서 현저히 지진의 경험이 적은 한반도에서도 인간이 느낄 수 없는 무감지진인 규모

1~2의 소규모 지진이 매일 약 100회 내외로 관측되고 있으며 한반도 밑 지구내

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부에서도 끊임없이 지진활동이 있음을 상기하고 이번 2011년 3월 11일에 발생한 동일본대지진 을 교훈으로 삼아야 한다.

2011년 3월 11일에 발생한 동일본대지진

과거 발생하였던 지진들의 총집합편이라고 할 수 있을 정도로 여러 가지 양상을 보여준 이번 대지 진은 일본 동북부 센다이시 앞바다 약 140km 지 점에서 발생하였다.

지구는 수십에서 수백km 두께로 된 여러 개 의 판이 모자이크로 구성되어 서로 부딪히고 벌 어지는 운동을 계속하는데 지진은 이러한 판이 만나고 갈라지는 경계에서 주로 일어나며 그 대 표적인 곳이 태평양판이다. 이번 지진 역시 일본 열도 앞 태평양판에서 발생한 것으로 추정되며 태평양이 벌어진다는 해저확장설과 지구는 여러 개의 판으로 구성되어 끊임없이 움직인다는 판 구조론을 증명하고 있다(<그림 2> 참조). 또한 3 월 11일에 발생한 대규모 지진 이전에 수차례의 전조 지진이 발생하였고 이후로는 3월 12일 하 루에만 약 150여 개의 여진이 관측되어 과거 대

는 지구의 지하에서 발생한 단층운동으로 파생된 지반의 불안정한 불균형 상태를 다시 균형 상태 로 복원시키려고 하는 과정에서 여진이 발생한다 는 이론을 뒷받침하고 있다. 대규모 지진이 발생 하면 일차적으로 땅이 갈라지거나 건물, 교량이 파괴되어 인명 및 재산피해가 야기되며 후속적으 로 화재, 해일, 전염병 등 이차적인 피해가 나타 난다. 이번 동일본대지진에서는 그야말로 후속적 인 피해를 백화점식으로 나열했다고 볼 수 있을 정도로 다양한 피해를 보여주었다. 석유 및 철강 회사 등에서는 화재가 일어났고 약 10m 이상 파 고의 해일로 인구 100만 명의 센다이 는 도시기 능이 마비되었으며 약 2만 명이 살아가는 미나기 현의 한 해안도시는 완전히 사라졌다. 더욱 심각

<그림 2> 세계의 주요 판들

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한 것은 예상하지 못한 강력한 지진과 해일에 의한 후쿠시마 원자력발전소의 폭발 가능성이다. 현재까지는 원자로 내에서 핵폭발 시 핵분열에 의하여 생성되는 방사 능 핵종이 노출되는 사고는 발생하지 않은 것으로 보고되었으나 3월 12일 후쿠시 마 원전 1호기에 이어 3호기, 4호기, 2호기의 연쇄적인 폭발로 방사능 핵종인

Cs(세슘), I(요오드) 등이 평상치보다 높은 수치를 보여주고 있다고 한다. 만약 후

쿠시마 원전에서 방사선사고로 방사능 핵종이 노출된다면 구소련 체르노빌에서 발생한 원전폭발사고와 비교해 일본의 인구밀도가 높은 것을 감안하면 심각한 대 재앙이 되리라 본다.

일본의 지진방재 정책

일본은 2005년 한신대지진을 계기로 재해에 대한 중앙정부의 역할을 재조정∙강 화하였다. 일본정부 중앙방재회의 조직도를 보면 총리대신(한국의 국무총리)을 중심으로 17명의 대신(장관급)과 중앙은행 총재, 적십자사 총재, NHK 회장(한 국의 KBS 사장급), NTT 회장(한국의 KT 사장급) 및 4명의 방재 전문가로 구성 되어 비상회의를 가진다. 이 회의에서는 재해조사위원회를 구성해 피해재해에 대 해 조사를 하여 다음에 발생할 재해를 예방한다. 재해조사위원회에서는 전문가를 구성하여 다년간에 걸친 조사를 통해 보고하도록 하고 있다. 지진피해와 관련하 여 일본 동남해지역ㆍ남해지역 지진 조사회(2001년 구성), 동해지역 지진 조사회 (2002~2003), 도쿄 내륙지역 지진 조사회(2006년 구성) 등의 조사위원회를 구 성, 지진의 원인ㆍ피해ㆍ향후 대비책 등을 조사하고 있다. 일본 방재기본계획은

1963년 최초로 설립되어 1971년 지진 피해 대비책 재수정 및 1995년 지진을 포

함한 자연 재해 대비책을 재수정하였고 1997년에는 원자력 재해를 포함한 인공 재해 대비책을 추가하였다. 2000년에는 원자력 재해 대비책을 전면 수정하고 또 다시 2002년에 원자력 재해 대비책을 수정하였다. 2004년에 지진 재해 대비책을 수정한 후 2005년에 다시 자연 재해 대비책을 전면적으로 수정하여 현재의 체계 를 갖추고 있다. 2005년 한신대지진의 경우 인명피해의 80%가 건물파손에 의해 야기된 것을 계기로 건축물의 내진설계 조사결과 문제점을 안고 있음을 발견하고 이를 개선하기 위한 조치를 취하고 있다. 그러나 완벽하다고 자랑하던 일본도 3월

11일에 발생한 동일본대지진에 제대로 대처하지 못하여 현재까지도 국민들이 쓰

나미, 방사능 피해 등 엄청난 재난에 신음하고 있다.

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한반도 지진의 경우 중국 등 동북아시아에서 발 생한 대부분의 지진과 같이 판 경계보다는 판 내 부에서 국지적인 응력작용에 기인하기 때문에 대 규모 지진발생에 따른 위험성은 없는 것으로 조 사되고 있다. 따라서 한반도 지진은 동일본대지 진의 피해 지진과는 다른 지진 메커니즘을 가진 다고 말할 수 있으며 실제로 한반도 지진의 최대 규모 예상치는 일본에서 발생하는 지진의 최대 규모 예상치보다 상대적으로 적게 나타날 것으로 예측되고 있다.

그러나 삼국사기, 고려사, 이조실록 등 지난 2 천 년간의 역사문헌에서 지진 기록을 살펴보면 약 3천 개의 지진이 발생한 기록을 찾을 수 있으 며 서기 779년에는 약 100명의 사망자가 있었던 기록을 찾을 수 있다. 이러한 역사기록을 기초로 하여 한반도 지진활동의 양상을 살펴보면 지난

200년 동안(18~19세기) 한반도에서는 아주 빈

약한 지진 활동이 일어났다. 이렇게 지진활동이 빈약한 시기, 즉 지진활동 정지 기간 (seismic gap)이 있었기 때문에 한반도에 는 지진을 야기 시킬 수 있는 힘과 에너지 가 오랜 기간 축적되었다고 볼 수 있다 (<그림 3> 참조). 한반도에서는 1936년 7 월 4일 지리산 지진(규모 5.3), 1978년 9 월 16일 속리산 지진(규모 5.2), 1978년

10월 7일 홍성 지진(규모 5.0), 1980년 1

월 8일 북한 대관 지진(규모 5.0), 1982 년 2월 15일 안악 지진(규모 5.1), 1996 년 12월 13일 영월 지진(규모 4.8), 1997

측기록을 분석해보면 한반도에서는 유감지진이 매년 약 10회 이상 발생한 것으로 나타나 있고 지역적으로 편중되어 발생하는 현상도 목격되고 있다(<그림 4> 참조). 또한 한반도가 소속된 동 북아시아 지역에서의 피해 지진 발생은 20세기 부터 급증하고 있는 경향이다. 극동 아시아 지역 에서 발생한 주요 피해 대규모 지진으로는 1923 년 9월 1일 도쿄 대지진, 1957년 12월 4일 몽골 대지진, 1976년 7월 27일 중국 당산 대지진,

1995년 1월 17일 일본 고베 지진, 1995년 5월 28일 사할린 지진, 1999년 9월 21일 대만 지진, 2008년 5월 12일 중국 사천 지진, 최근 2011년

동일본대지진 등이 있다. 이것은 극동 아시아도 미국 서부, 멕시코, 칠레, 뉴질랜드 등 환태평양 지진대와 터키, 이란, 이라크, 파키스탄, 중동 및 서남아시아지역 등과 같이 지진 피해를 많이 받 고 있는 지역임을 증명한다고 할 수 있으며 한반 도 지역도 동북아 지역에서 발생한 대규모 지진

<그림 3> 시대별 역사지진의 발생 빈도(박창업 외, 2004)

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Number

3Dynasties MMI

Koryo 15C 16C 17C

5 6 7 8 9

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에서 직ㆍ간접적인 영향 을 받고 있음을 명심해야 한다.

한국의 지진방재 정책

우리나라는 일본과 달리 판의 경계부에 위치하지 않고 판 경계에서 약

600km

떨어진 유라시아 판 내부에 위치하고 있어 지진 안전지대라고 인식 되고 있다. 지진 안전지대 라고 여겨서인지 현재까 지도 지진방재에 대해 체 계적으로 대처하지 못하 고 지속적인 정책을 추진 하지 못하였다. 그러나 우 리나라도 과거 역사 기록

과 최근 지진관측 기록을 보면 과거 지진피해가 있었음이 나타나고 지진발생 횟 수가 증가하는 추세를 보이고 있어 지진방재체제를 다시 한 번 점검해볼 시점에 와 있다. 특히 2004년 12월에 발생한 지진과 쓰나미로 20~30만 명이 희생된 인 도네시아 수마트라 지진, 2008년 5월 중국 쓰촨성 지진, 2009년 1월 아이티 지 진, 2010년 2월 칠레 지진, 2011년 3월 동일본대지진에 이르기까지 최근 전 세계 에서 발생하고 있는 대규모 피해 지진들은 지진피해의 심각성과 함께 우리에게 지진재해에 대한 경각심을 일깨워주고 있다(<그림 5> 참조).

먼저 우리나라의 전반적인 지진방재정책은 소방방재청에서 담당하고 있다. 기 상청에서는 전국 106개의 관측소를 운영하며 지진관측과 대국민 홍보를 담당하고 있으며 건물 등 시설물에 대한 내진설계 관련 업무는 국토해양부에서 담당하고 있 다. 지진해일은 기상청에서 지진을 관측하여 쓰나미를 예보하며 소방방재청에서 사이렌을 설치, 피해지역에 알리도록 하고 있다. 이외에도 한국전력연구원ㆍ한국 원자력안전기술원ㆍ한국지질자원연구원에서 원전 내 및 주변 혹은 한반도 예상

<그림 4> 한반도 지진 진앙 분포도

자료: Instrumental Events(1978~2004. 6) MI

3 4 5 6

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활성 단층 지역에 지진계를 설치하여 지진활동을 감시하고 있다.

�지진방재법�으로 1995년 이전에는 원전∙

댐∙교량 등의 내진설계를 개별적으로 적용하였 으나 1995년 일본의 고베지진으로 인한 대규모 피해를 목격하고�자연재해대책법�을 개정하여 도로∙철도∙가스시설 등 20개의 시설물에 대해 내진설계를 의무화하도록 하였으며 2007년까지 병원∙학교 등 인구가 밀집된 시설물을 포함하 여 시설물의 내진설계를 의무화할 대상을 29개 로 확대하였고, 2008년 3월에는 시설물 내진설 계의 의무화를 지정한�지진재해대책법�을 제정

∙공표하였다.

특히 한국 원전의 경우는 지진다발지역인 일 본, 미국 서부지역과 비교하여 상대적으로 지진 안전지역인 프랑스, 미국 동부지역 원전의 내진 설계를 감안하여 내진설계를 강화하였다. 원전 내에 지진계 설치를 의무화하여 원전에서의 지진 활동을 감시하게 하였으며 지진가속도 값이

0.01g

¹⁾ 이상일 경우 경보를 울리고 0.1g 이상일 경우 원전을 정지하도록 하였다. 최대 가속도

0.2g(약 지진규모 6.5에 해당)일 경우에도 원전

시설물에 피해가 없도록 규정하고 있다.

60°

30°

0°

-30°

-60°

0 -33 -70

-150

-300

-500

-800 60°

30°

0°

-30°

-60

-30° 0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° -150° -120° -90° -60° -30°

1) 어느 장소에 지진이 발생했을 때 그 지진에 의한 지진파가 전달되어 지반에 진동을 일으키게 된다. 그 진동의 세기(크기)는 중력가속도 g

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한국의 지진방재 정책에 대한 제언

먼저 지진방재정책에 있어 완벽하다고 자랑하던 이웃나라 일본이 세계에서 네 번째로 큰 규모의 이번 지진으로 엄청난 재앙에 직면하고 있음을 상기하고 우리 나라에서도 예상되는 최대 규모의 지진을 재설정하여 한반도가 산업화∙인구과 밀화가 가속되고 있는 상황에 비추어 내진성능 목표를 상향 조정해야 할 필요가 있다.

첫째, 지진위험지도를 작성하여 한반도에 최대 지진규모를 재설정하여 지진피 해를 예측하고, 지진발생 시 신속하게 대처하기 위한 대응정책을 수립해야 하며, 시설물에 대한 내진설계를 위한 기초자료로 이용해야 한다.

둘째, 시설물의 내진대책수립 및 내진설계를 재보강해야 한다. 시설물 기능의 중요성을 고려하여 등급을 재분류하고 등급별로 명확한 성능목적을 제시해야 한 다. 특히 원전의 경우 동일본대지진을 계기로 한반도 최대 지진 규모 값을 다시 면밀히 분석하고 최대 규모 지진 발생에 대한 가상 피해 시나리오를 재구성해야 하며 이에 대한 원전의 내진설계를 재보강해야 한다.

셋째, 동일본대지진에서 보여주듯이 지진으로 인하여 쓰나미가 발생하는 점을 상기하여 지진해일에 대한 대책을 다시 한 번 점검해야 한다. 과거의 역사기록을

<그림 6> 한반도에 피해를 준 쓰나미를 야기한 지진

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시 대규모의 인명피해는 지진해일에 의한 것이 었음을 재상기하여 각국의 피해사례를 종합분석 하며 별도로 한반도에 적합한 대책을 수립하고 지진해일이 예상되는 남해안과 동해안에 완벽한 조기 경보체제를 시급히 구축해야 한다. 동시에 우리나라가 소유하고 있는 우수한 지진관측 자 료를 태평양에 접한 쓰나미 피해 예상국가나 국 제쓰나미경보센터에 제공한다면 UN을 비롯한 국제사회에 커다란 공헌을 하게 된다. 이러한 점 을 인지하여 국가적인 재난대비와 더불어 국제 적 재난대비에도 적극적으로 개입하여야 한다.

특히 우리나라 동해에 도달이 예상되는 쓰나미 에 대한 정보를 우리나라뿐만 아니라 북한에게 도 알려준다면 남북한 협력에도 크게 일조하게 될 것이다.

넷째, 지진재해대응 시스템을 구축하여 중 앙∙지방정부의 역할을 명확히 하고 지진발생 시 실제 상황을 가정하여 국민들에게 홍보와 지 진대비 교육을 정기적으로 실시해야 한다. 일본 과 미국은 지진발생 시 조기피해 평가 시스템 및 대응관리 시스템을 개발하여 실용화하고 있으며 중앙정부 및 지방정부의 역할을 명확히 구분하 여 효율적으로 대처하는 방안을 이미 강구하였 고 이를 실제 상황에 적용하고 있다. 따라서 이 미 개발된 미국과 일본의 시스템을 이용하여 한 반도 실정에 맞게 시스템을 개발해야 한다. 한국 형 시스템이 개발되면 중앙 및 지방공무원들에 게 관련 교육을 실시하여 이를 숙지하도록 하고 비상시 적절한 조치를 취하도록 해야 하며 국민

단기적이고 소규모 투자가 되기보다는 장기적이 고 대폭적인 투자가 이루어져야 한다. 지진피해 를 예측하기 위해서는 최소한 한반도에서 관측 한 100년간의 관측기록을 바탕으로 이루어져야 하기 때문에 지속적인 지진관측이 이루어져야 할 뿐만 아니라 지진피해에 대한 과거 역사기록 등에 대한 조사가 이루어져야 한다. 피해를 예측 하기 위해서는 인구조사와 동시에 건물 등 일반 시설물과 원전과 같은 특별시설물을 비롯하여 교량∙고속도로∙철도∙비행장∙석유∙가스 등 교통 및 산업시설물에 이르기까지 방대한 양의 자료가 계속적으로 D/B로 구축되고 업데이트되 어야 한다.

참고문헌

지진방재. 2008. 소방방재청.

한국방재학회. 2011. 2011년 3월 11일 일본 동북부 대지진의 교훈.

Disaster Management in Japan. Cabinet Office. Government in